最近由美國能源部阿貢國家實驗室的科學家進行的氫燃料研究發(fā)現(xiàn)了一種新工藝，它結合了兩種膜結合蛋白復合物，利用太陽能將水分子完全轉化為氫和氧。
新工藝使用兩種蛋白質復合物
研究人員的工作建立在之前的一項研究之上，該研究分析了一種稱為光系統(tǒng)I的蛋白質復合物。該膜蛋白能夠利用光能將電子供給產生氫的無機催化劑。也就是說，這部分反應僅占氫氣生產所需的整個過程的一半。
在他們的氫燃料研究中，科學家使用了第二種蛋白質復合物，它通過利用光能來分解水并從中吸收電子。這被稱為Photosystem II。使用Photosystem II，研究人員能夠從水中取出電子并將它們傳送到Photosystem I.
這兩種蛋白質復合物嵌入類囊體膜中，例如在高等植物中產生氧氣的葉綠體中發(fā)現(xiàn)的那些膜。“我們直接從大自然中取出的膜，對于配對兩個光系統(tǒng)至關重要，”Argonne化學家Lisa Utschig 說，EurekAlert報道!“它在結構上同時支持它們，并提供蛋白質間電子轉移的直接途徑，但不會阻礙催化劑與光系統(tǒng)I的結合。”
他們的氫燃料研究使用鈷或含鎳催化劑而不是鉑
在這項研究中，研究人員使用鈷或含鎳催化劑而不是鉑，這在早期的研究中已被使用。使用這些催化劑代替鉑可以降低成本，這是與氫生產發(fā)現(xiàn)相關的另一個潛在好處。
根據(jù)Utschig的說法，氫燃料研究的下一步將涉及結合膜結合的方案 - 在類囊體膜中發(fā)生的自然光合作用的光活化電子傳遞鏈的技術術語 - 進入生命系統(tǒng)。Utschig認為，一旦這個過程發(fā)生在生物體中，研究人員將“真正能夠看到橡膠在氫氣生產方面上路”。
